Quels facteurs affectent le soudage laser à pénétration profonde?

En tant que l’un des deux modes de base du soudage au laser (l’autre étant le soudage par conduction thermique), le soudage à pénétration profonde au laser est de plus en plus largement utilisé. Afin d’obtenir des avantages de soudage laser à pénétration profonde plus élevée, cet article résume les principaux facteurs d’influence de cette méthode de soudage, y compris la densité de puissance laser, la vitesse de soudage, la position focale, le gaz de blindage, l’écart d’assemblage assemblage assemblage pièce, la nature des matériaux et d’autres aspects, pour aider les utilisateurs à rechercher des avantages et éviter les dommages, et faire le meilleur usage des lasers et de l’équipement laser.

1 densité de puissance Laser

La prémisse du soudage par pénétration profonde est de focaliser le point laser de manière à ce qu’il ait une densité de puissance suffisamment élevée, de sorte que la densité de puissance laser a une influence décisive sur la formation de la soudure. La puissance laser contrôle en même temps la profondeur de pénétration et la vitesse de soudage. Pour un rayon laser d’un certain diamètre, lorsque la puissance du laser est augmentée, la profondeur de pénétration s’approfondit et la vitesse de soudage augmente.

Il existe généralement une valeur critique pour la puissance laser qui atteint une certaine profondeur de pénétration de soudage. Lorsque cette valeur critique est atteinte, le bassin fondu bouillonne violemment, et quand il dépasse la valeur critique, la profondeur de pénétration diminue fortement. En outre, en raison de la force de la vapeur de métal, de petits trous seront formés dans la piscine en fusion, et de petits trous sont la clé du soudage par pénétration profonde.

La densité de puissance du point focal est non seulement proportionnelle à la puissance du laser, mais également liée aux paramètres du faisceau laser et du chemin optique de mise au point.

2 vitesse de soudage

Lors du soudage par pénétration profonde, la vitesse de soudage est inversement proportionnelle à la profondeur de pénétration. Si la vitesse de soudage est augmentée tout en maintenant la puissance laser inchangée, l’apport calorifique diminuera et la profondeur de pénétration diminuera également. Par conséquent, une réduction appropriée de la vitesse de soudage peut augmenter la profondeur de pénétration, mais une vitesse trop basse provoquera une fusion excessive du matériau et une pénétration de la soudure de la pièce à usiner. Par conséquent, pour une puissance laser spécifique, une épaisseur et un type de matériau spécifiques, il existe une plage de vitesse de soudage appropriée pour obtenir la profondeur de pénétration maximale.

3 position de mise au point

Lors du soudage par pénétration profonde, la position de mise au point est cruciale pour maintenir une densité de puissance suffisante. Le changement de position relative de la mise au point et de la surface de la pièce influe directement sur la largeur et la profondeur de la soudure. Ce n’est que lorsque la mise au point est située à une position appropriée sur la surface de la pièce que la soudure peut former une section parallèle et obtenir la profondeur de pénétration maximale.

4 gaz de blindage

Le gaz de blindage a deux fonctions: 1) exclure l’air dans la zone de soudage locale pour protéger la surface de travail contre l’oxydation; 2) supprimer la génération de nuages de plasma pendant le soudage laser de haute puissance.

5 pièce joint gap

L’écart entre les pièces à usiner et l’écart d’assemblage sont directement liés à la profondeur de pénétration et à la largeur de soudure de la pièce soudée. En soudage par fusion profonde, si l’interstice du joint dépasse la taille des points, le soudage ne peut pas être effectué; Si l’interstice est trop petite, il arrive que le procédé produise des effets indésirables tels que des plaques de recouvrement et une fusion difficile; Si l’interstice est trop grande, il est très facile à souder; Le soudage lent peut compenser certains défauts de soudure causés par des lacunes trop importantes, tandis que le soudage à grande vitesse réduit la soudure et impose des exigences d’assemblage plus strictes.

6 nature matérielle

L’absorption du laser par le matériau de la pièce détermine l’efficacité du soudage au laser. Il y a deux facteurs qui affectent le taux d’absorption du matériau au laser: 1) résistivité du matériau. Après avoir mesuré le taux d’absorption de la surface polie de différents matériaux, on constate que le taux d’absorption du matériau au laser est proportionnel à la racine carrée de la résistivité, et la résistivité change avec la température; 2) l’état de surface du matériau a une influence plus importante sur le taux d’absorption du faisceau, et a donc un effet significatif sur l’effet de soudage.

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